Юстировка и измерение углов поляризаций в микроволновых радиометрах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассмотрен способ измерения и установки четырех переключаемых плоскостей поляризаций в микроволновом радиометре, в котором используется ячейка Фарадея. Калибруемый радиометр предназначен для регистрации тонких поляризационных эффектов, например азимутальной анизотропии, возникающей при формировании собственного излучения взволнованной морской поверхности. Для решения таких задач требуется абсолютная привязка всех поляризационных режимов работы радиометра к уровню горизонта с точностью не хуже 0.5°. В предлагаемой схеме измерений в качестве широкополосного микроволнового источника использовалось излучение газоразрядной трубки с выходной антенной с горизонтальной поляризацией, которое дополнительно отражалось от водной поверхности при угле Брюстера. Это обеспечило дополнительное подавление вертикальной составляющей излучения на –12 дБ и формирование строго горизонтальной поляризации отраженной волны, поскольку свободная поверхность воды в ванне горизонтальна с погрешностью не более 0.05°. Традиционные источники поляризованного излучения не обеспечивают горизонтальную ориентацию излучаемого сигнала с указанной точностью. В предложенном методе погрешности установки вертикальной, горизонтальной и скрещенных под углами ±45° плоскостей поляризации составили не более ±0.3° относительно горизонта. Измерение углов установки плоскости поляризации проводилось с точностью 0.1° посредством вращения радиометра вокруг оси приемной антенны и аппроксимации данных законом Малюса. Настройка углов управлялась токами через ячейку Фарадея.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. В. Кузьмин

Институт космических исследований Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: kuzmin@cosmos.ru
Russian Federation, Москва

В. В. Стерлядкин

МИРЭА — Российский технологический университет

Email: kuzmin@cosmos.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Gaiser P.W., Germain K.St., Twarog E.M., Poe G.A., Purdy W., Richardson D., Grossman W., Jones W.L., Spencer D., Golba G., Mook M., Cleveland J., Choy L., Bevilacqua R.M., Chang P. // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2004. V. 42. № 11. P. 2347. https://doi.org/10.1109/TGRS.2004.836867
  2. Kuzmin A.V., Pospelov M.N. // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1999. V. 37. № 4.P. 1907. https://doi.org/10.1109/36.774703
  3. Поспелов М.Н., Кузьмин А.В., Трохимовский Ю.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 1999. Т. 63. № 12. С. 2396.
  4. Kunkee D.B., Poe G.A., Boucher D.J., Swadley. S.D., Hong Y., Wessel J.E., Uliana E.A. // IEEE Trans Geosci Remote Sens. 2008. V. 46. P. 863. https://doi.org/10.1109/tgrs.2008.917980
  5. Imaoka K., Maeda T., Kachi M., Kasahara M., Ito N., Nakagawa K. // Proc. SPIE 8528. Earth Observing Missions and Sensors: Development, Implementation, and Characterization II. 2012. P. 852815. https://doi.org/10.1117/12.977774
  6. Sterlyadkin V.V., Kuzmin A.V., Sharkov E.A., Likhacheva M.V. // J Atmos Ocean Technol. 2021. V. 38. № 8. P. 1415. https://doi.org/10.1175/JTECH-D-21-0036.1
  7. Стерлядкин В.В., Куликовский К.В. // Russian Technological J. 2022. Т. 10. № 5. С. 100. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2022-10-5-100-110
  8. Анискович В.М., Кузьмин А.В., Сазонов Д.С., Хайкин В.Б. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 213. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2016-13-2-213-223
  9. Кузьмин А.В., Садовский И.Н., Горшков А.А., Ермаков Д.М. // Исследование Земли из космоса. 2020. № 1. С. 83. https://doi.org/10.31857/S0205961420010054
  10. Sterlyadkin V.V. // Advances in Space Research. 2018. V. 62. № 11. P. 3162. https://doi.org/10.1016/j.asr.2018.08.040
  11. Стерлядкин В.В. Сазонов Д.С., Кузьмин А.В., Шарков Е.А. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 29. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-2-29-41
  12. Barthel J., Bachhuber K., Buchner R., Hetzenauer H., Kleebauer M. // Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie. 1991. V. 95. P. 853. https://doi.org/10.1002/bbpc.19910950802

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme (above) and photo (below) of the experiment: 1 - gas-discharge noise generator Ya5X-272, 2 - precision attenuator D3-36, 3 - scalar horn antenna, 4 - power supply unit of the noise generator, 5 - water bath, 6 - microwave absorbers, 7 - radiometer with antenna, 8 - rotary device ‘Travers-2’, 9 - laser pointer installed for adjustment of the measuring system.

Download (228KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of reflection coefficients Rv and Rh on the angle of incidence for fresh water.

Download (97KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Example of polarisation plane setting measurements for radiometer R08P1 measuring radio-brightness temperature at horizontal (blue), vertical (red) polarisations and polarisations rotated by 45°(green) and +45°°(lilac). The measurements were carried out on 16.02.2023 with water re-reflection, the angle of inclination of the transmitter and receiver was 10.4°±0.2°. Thin lines in corresponding colours show approximations of the data by the function A cos2(φ + B) + C. The upper figure is given in Cartesian coordinates, the lower one - in polar coordinates.

Download (352KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of the angle of rotation of the polarisation plane on the voltage at a resistance of 1 ohm in the FWPP supply circuit. The data are approximated by two dependences: linear and third degree polynomial.

Download (159KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».